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문제 정의
- 이와 같이 민간에서의 효용성과 약리작용, 항암효과 등이 있는 것으로 보고된 우산나물이 이용가치가 높다고 사료되는 바 본 연구에서는 우산나물 지상부와 뿌리를 대상으로 이화학적인 성분을 분석하여 식품학적 우수성을 밝히고, 우산나물의 기능성 식품 개발 또는 실생활에서의 이용가능성을 탐색하기 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
가설 설정
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제안 방법
- Detector는 RI (Waters 2410, USA), carbohydrate column (4.6×250 mm)을 사용하였으며, mobile phase는 acetonitrile 75 : H2O 25, column temperature는 35℃, flow rate 1.0 mL/min의 조건으로 유리당 함량을 분석하였으며, 3회 반복 실시한 평균값으로 나타내었다.
- 우산나물의 지상부와 뿌리 20 g을 증류수 150 mL 가하여 마쇄한 후 원심분리(3,000 rpm 10 min)하여 상층액만 흡입 여과한 뒤 200 mL로 정용하였다. 이것을 시료액으로 수용성 단백질, 환원당과 유리당 및 총 폴리페놀 함량을 측정하기 위한 시료로 사용하였다.
- 45 μm filter로 여과하였다. 이를 시료용액으로 하여 inductively coupled plasma (ICP) optical emission spectrometers (IRIS Interpid II XSP, Thermo, USA)를 이용하여 우산나물의 부위별 무기질 함량을 분석하였으며, 분석조건은 Table 1에 나타내었다. 결과값은 3회 반복 실시하여 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
- 총 폴리페놀 화합물의 정량은 tannic acid (Sigma, USA)를 이용하여 최종농도가 0, 25, 50, 100, 250, 500 μg/mL가 되도록 취하여 위와 동일한 방법으로 흡광도를 측정한 표준곡선으로부터 우산나물 지상부와 뿌리의 폴리페놀 화합물 함량을 산출하였다.
- 총 플라보노이드 정량은 Nieva Moreno 등의 방법(18)을 변형하여 각 농도별 추출액 0.1 mL에 80% ethanol 0.4 mL를 첨가하여 혼합한 후 10% aluminum nitrate 0.1 mL와 1 M potassium acetate 0.1 mL 그리고 80% ethanol 4.3 mL를 가하여 25℃에서 40분간 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 플라보노이드 정량은 quercetin (Sigma, USA)을 이용하여 최종농도가 0, 10, 25, 50, 100, 250, 500 μg/mL가 되도록 취하여 위와 동일한 방법으로 측정한 표준곡선으로부터 산출하여 우산나물 건체의 부위별 총 플라보노이드 함량을 구하였다.
- 우산나물의 식품학적 가치와 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성을 검토하기 위하여 우산나물의 지상부와 뿌리에 함유된 수용성 단백질과 당, 아미노산, 무기질 그리고 폴리페놀과 플라보노이드 화합물의 함량을 측정하였다. 지상부의 수용성 단백질은 210.
대상 데이터
- 유리 아미노산은 우산나물 1 g에 증류수 100 mL를 가하여 추출한 후 0.45 μm filter로 여과하여 분석시료로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 우산나물은 2007년 6월 ~ 7월경에 경북 팔공산 일대에서 동정 후 채집하여 대구한의대학교 한방생약자원학과로 가져와 지상부와 뿌리를 따로 분리하고 흐르는 물에 세척하여 흙과 이물질을 제거한 후 40℃의 열풍건조기에서 12 ~ 24시간동안 충분히 건조시킨 뒤 본 실험을 위한 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 수용성 단백질 함량 산출은 bovine serum albumin (Sigma, USA)으로 표준곡선을 작성하여 우산나물의 지상부와 뿌리 각각에 대하여 산출하였으며, 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 실험결과를 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
- 결과값은 3회 반복 실시하여 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
- 환원당 함량은 glucose로 표준곡선을 작성하여 시료의 환원당 함량을 산출하였으며, 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 실험결과를 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
- 결과값은 독립적으로 3회 반복 실험하여 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 무기질 함량은 Yun 등(16)의 습식 분해법에 따랐으며, 건조된 시료 1 g에 65%의 HNO3 6 mL와 30% H2O2 1 mL를 가한 다음 microwave digestion system (Ethos-1600, USA)을 사용하여 시료를 전처리, 분해하여 0.45 μm filter로 여과하였다.
- 유리당은 Shim 등이 행한 방법(15)에 따라 우산나물 추출 시료액을 hexane으로 유지성분을 제거하고 0.45 μm membrane filter와 sep-pak cartridge C18로 색소 및 단백질 성분을 제거한 후 high performance liquid chromatography (HPLC, Waters 600E controller, USA)를 이용하여 분석하였다.
- 지상부와 뿌리로 분리하여 건조한 우산나물의 일반성분은 AOAC의 표준분석법(12)에 준하여 분석하였다. 수분은 105℃ 상압 가열 건조법으로 측정하였으며, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다.
- 지상부와 뿌리로 분리하여 건조한 우산나물의 일반성분은 AOAC의 표준분석법(12)에 준하여 분석하였다. 수분은 105℃ 상압 가열 건조법으로 측정하였으며, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다. 조지방은 Soxhlet 추출방법, 조회분은 550℃ 조건의 직접회화법으로 분석하였다.
- 수분은 105℃ 상압 가열 건조법으로 측정하였으며, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다. 조지방은 Soxhlet 추출방법, 조회분은 550℃ 조건의 직접회화법으로 분석하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 함량을 뺀 값으로 나타내었다.
- 수용성 단백질 함량은 Lowry 등의 방법(13)에 따라 시료 0.2 mL에 혼합시약을 1 mL 첨가하여 30℃에서 10분간 반응시켰다. 여기에 0.
- 우산나물의 부위별 환원당 측정은 Somogyi-Nelson 방법(14)에 따라 시료액 1 mL에 혼합시약을 1 mL 첨가하여 20분간 가열한 후 냉각하여 C액 1 mL 첨가하고 실온에서 반응시킨 다음, 증류수 5 mL를 혼합하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량은 glucose로 표준곡선을 작성하여 시료의 환원당 함량을 산출하였으며, 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 실험결과를 평균 ± 표준편차로 나타내었다.
- 우산나물의 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(17)으로 측정하였다. 추출된 시료 0.
성능/효과
- 지상부에 함유된 당함량을 분석한 결과, 환원당 848.12 mg%, 유리당 14.85 mg%이 함유되어 있었다.
- 우산나물의 부위별 수용성 단백질 함량을 분석한 결과 지상부는 210.36 mg%를 함유하였으며, 뿌리는 870.42 mg%으로 뿌리가 지상부보다 4배 많은 수용성 단백질이 함유된 것으로 분석되었다(Table 3).
- 우산나물의 건조된 지상부와 뿌리의 일반성분을 분석한 결과는 Table 2에 나타내었다. 지상부의 수분 함유량은 15.21%였으며, 조단백질 4.03%, 조지방 4.28%, 조회분 10.08% 그리고 탄수화물은 66.40%를 함유하였다. 뿌리에서는 수분 13.
- 40%를 함유하였다. 뿌리에서는 수분 13.26%, 조단백질 10.27%, 조지방 4.74%, 조회분 4.21%, 그리고 탄수화물은 67.52% 함유하여 뿌리 조단백질의 함량이 지상부보다 약 2.5배 높았다. 그러나 조회분 함량은 지상부가 뿌리보다 약 2.
- 5배 높았다. 그러나 조회분 함량은 지상부가 뿌리보다 약 2.5배 이상 많았으며 조지방과 탄수화물은 유사한 함유량을 나타내었다. Kim과 Yang(9)은 일부 산채류의 성분을 분석한 결과 우산나물 생체는 조단백질 5.
- 본 실험 결과는 우산나물 아미노산이 총 2,051.8 mg%로 aspartic acid와 glutamic acid가 각각 255.5와 260.8 mg% 등을 함유하였다고 보고한 Kim과 Yang(9)의 결과와 비교하면 유리 아미노산의 함량 및 조성에서 많은 차이가 있었다.
- 00 mg% 함유된 것으로 나타났다. 우산나물의 지상부보다는 뿌리의 유리당 함량이 높았으며, 특히 sucrose는 지상부보다 약 40배 이상 함유되어 있었고, glucose와 maltose의 함량도 뿌리가 지상부보다 10~26배 많았다.
- 우산나물의 지상부와 뿌리의 유리 아미노산과 아미노산 유도체 함량을 측정한 결과는 Table 4에 나타내었다. 지상부의 아미노산 총 함량은 1,613.10 mg%로서 glutamic acid, lysine, arginine 등의 함량이 비교적 많았으며, 뿌리는 arginine, alanine, proline 등이 비교적 높았고 총 함량은 3,282.96 mg%이었다. 유리 아미노산 총량은 지상부보다 뿌리에서 2배 이상 높았으나 필수아미노산인 lysine은 뿌리(65.
- 98 mg%)보다 약 20배 이상 많았다. 필수 아미노산은 threonine을 제외하고는 지상부의 함유량이 뿌리보다 높았으나 비필수아미노산은 뿌리가 지상부보다 높은 함량을 나타내었다.
- 아미노산 유도체의 분석에서도 조성 및 함량에 차이가 있었으며 뿌리는 1,126.57 mg%로서 지상부의 377.83 mg%보다 약 3배 정도 많았다. γ-aminoisobutyric acid는 지상부에서 208.
- 우산나물에 함유된 무기질을 분석한 결과 지상부는 총 3,531.53 mg%, 뿌리는 1,878.34 mg%로 그 중에서 K가 각각 2,699.33과 1,142.40 mg%로서 전체 무기질 함량의 75% 이상을 차지하였다(Table 5). 이외에 Mg는 지상부 417.
- 일부 허브류의 무기질 함량을 분석한 Oh와 Whang(27)의 세이지(679.0 mg%), 민트(543.0 mg%), 로즈마리(405.0 mg%), 라벤더(419.5 mg%) 등의 결과와, Hwang 등(20)의 둥글레(865.2 mg%), 감초(1,547.6 mg%), 당귀(3,109.2 mg%) 등의 보고와 본 실험결과를 비교하면 당귀보다는 우산나물 뿌리의 무기질 함량이 낮았으나 허브 식물과 둥글레, 감초보다는 우산나물의 무기질 함량이 높았다.
- 우산나물의 각 부위별 폴리페놀과 플라보노이드 총 함량을 측정한 결과 지상부에는 1,920.00 mg%의 폴리페놀과 843.95 mg%의 플라보노이드를 함유하였으며, 뿌리에는 각각 487.56 mg%와 91.07 mg%로 뿌리보다 지상부의 폴리페놀 함량은 4배, 플라보노이드는 약 9배 이상 높았다(Table 6).
- 항산화 활성을 나타내는 일부 한약재에 함유된 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정한 Kim 등(28)은 인삼과 옥죽의 폴리페놀이 각각 397과 262 mg%, 플라보노이드는 591과 51 mg%라고 보고 하였으며, 당귀와 산약에는 각각 1,476과 1,090 mg%의 폴리페놀, 720와 237 mg%의 플라보노이드를 함유하였다는 결과와 비교하였을 때 우산나물 뿌리의 폴리페놀 함량은 인삼과 옥죽보다 높았으나 플라보노이드 함량은 인삼보다 낮았다. 그러나 우산나물 지상부는 인삼과 옥죽 그리고 당귀, 산약과 비교하여도 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 높은 것으로 나타났다.
- 57 mg%를 함유하였다. 무기질은 지상부와 뿌리에서 각각 3,531.53과 1,878.34 mg%으로 K가 75% 이상을 함유하였으며, Ca와 Mg의 함량도 비교적 많았다. 그리고 우산나물 지상부는 1,920.
- 07 mg%를 함유하는 것으로 분석되었다. 우산나물 지상부는 뿌리보다 무기질과 폴리페놀 그리고 플라보노이드 화합물의 함량이 높았고, 뿌리는 수용성 단백질, 환원당과 유리당 그리고 아미노산의 함량이 지상부보다 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과 우산나물의 어린순만 식용하나 뿌리에서도 다량의 생리활성 물질과 영양성분을 함유하므로 기능성 식품소재로서의 개발 가능성이 있는 것으로 사료된다.
- γ-aminoisobutyric acid는 지상부에서 208.20 mg%이었고, 뿌리에서는 864.84 mg%로 전체 아미노산 유도체 함량의 55%와 76%를 차지하였으며, 이뇨작용과 관련있는 ornithine은 지상부에는 없었으나 우산나물 뿌리에는 46.89 mg%를 함유하였으며, Ca의 체내수송에 관여하는 anserine은 30.43 mg% 함유된 것으로 분석되었다.
- 뿌리보다는 지상부의 무기질 함량이 전반적으로 높았으나, Al은 지상부에는 분리 동정되지 않았고 뿌리에는 109.69 mg%가 함유되어 있었으며, Na도 지상부는 9.73 mg%이었으나 뿌리에서는 143.16 mg%로 매우 많이 함유된 것으로 분석되었다.
후속연구
- 우산나물 지상부는 뿌리보다 무기질과 폴리페놀 그리고 플라보노이드 화합물의 함량이 높았고, 뿌리는 수용성 단백질, 환원당과 유리당 그리고 아미노산의 함량이 지상부보다 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과 우산나물의 어린순만 식용하나 뿌리에서도 다량의 생리활성 물질과 영양성분을 함유하므로 기능성 식품소재로서의 개발 가능성이 있는 것으로 사료된다.
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